Evolution des composantes du bilan hydrologique sous les conditions de changement climatique

Evolution des composantes du bilan hydrologique sous les conditions de changement climatique

Les cinq simulations hydrologiques du GR2M (une simulation pour chaque MCR) ont produit des bilans hydrologiques moyens similaires sur la période de référence de 1971- 2000. Ainsi, le bilan hydrologique moyen annuel est défini par 4% d’écoulements, 10% de recharge et 86% d’ETR. La similarité du bilan hydrologique entre les cinq modèles climatiques provient de la correction des données qui a rendu toutes les données de pluies et d’ETP similaires aux données observées. Cependant, compte tenu de la sensibilité du modèle GR2M à la variation des paramètres d’entrée et des changements de la pluviométrie prédits par les MCRs, le bilan hydrologie établi sur la période de référence devrait subir des modifications sur la période de projection de 2021-2050. Par conséquent, la similarité entre les bilans des cinq simulations ne sera pas reproduite.

Caractérisation de l’évolution des écoulements à l’exutoire de Wayen avec GR2M

Les tendances générales de l’évolution des écoulements sur la période 1961-2050 se caractérisent par une tendance significative à la baisse pour les données CCLM et une tendance significative à la hausse pour les données, HadRM3P et RACMO. La tendance est aussi à la baisse (pas significative) pour les données, RCA et REMO. La figure 9.1 présente pour chaque modèle, les taux de variation décennale par rapport à la moyenne sur la période de référence. Les simulations hydrologiques issues de deux données, HadRM3P et RACMO, produisent des taux de variation supérieurs à 10% alors que des taux de variation négatifs dominent dans les autres simulations. Somme toute, la baisse la plus importante des écoulements, plus de 50%, apparaît sur la décennie 2021- 2030 pour les données, RCA et REMO. Aussi, les simulations hydrologiques issues des données RACMO, caractérisées par une tendance significative à la hausse des écoulements, montrent une baisse des écoulements sur cette décennie.  Figure 9.1: Variation relative des lames d’eau moyennes décennales écoulées par rapport à la moyenne 1971-200.

Caractérisation de l’évolution de la recharge sur le bassin avec GR2M

Les taux de variation relative décennales (figure 9.2) montrent une baisse de la recharge sur au moins trois décennies avec trois MCRs (CCLM, RCA et REMO) et une hausse de la recharge avec deux MCRs (HadRM3P et RACMO). Cependant, les taux de variation sont moins forts que ceux des écoulements, ils sont inférieurs à 40% pour l’ensemble des MCRs.

Caractérisation de l’évolution de l’évapotranspiration réelle sur le bassin avec GR2M

L’évolution de l’évapotranspiration réelle selon les différentes données climatiques se caractérise par une tendance significative à la baisse pour les données CCLM, et à un moindre degré pour les données RCA et REMO. Par contre les simulations hydrologiques avec les données HadRM3P et les données RACMO, montrent une tendance significative à la hausse de l’ETR. Par ailleurs, les taux des variations décennales de l’ETR sont du même signe que ceux de la recharge avec des amplitudes inférieures à 10%. D’autre part, une analyse de l’évolution du poids de l’ETR dans le bilan hydrologique montre que cette proportion augmente de façon significative dans les simulations hydrologiques faites avec les données CCLM et à un moindre degré avec les données RCA et REMO. Cette tendance correspond aux résultats que nous avons trouvés dans l’analyse de sensibilité du modèle GR2M où le poids de l’ETR augmente avec une réduction de la pluviométrie annuelle. 

Synthèse des résultats du bilan hydrologique du GR2M pour les conditions de changement climatique

Le forçage du modèle hydrologique GR2M avec les données climatiques corrigées des cinq modèles montre une situation hydrologique du bassin sous les conditions du changement climatique avec un changement significatif dans le bilan hydrologique. Le tableau 9.1a présente les variations relatives des différentes composantes du bilan hydrologique sur la période de prédiction de 2021-2050 par rapport à la période de référence de 1971- 2000. La réponse du bassin reste dominée par la baisse des écoulements et de la recharge pour trois simulations climatiques, et une augmentation des deux composantes pour deux simulations climatiques. Dans les deux cas, le tableau 9.1a montre que les variations des écoulements et de la recharge sont plus importantes que les variations de l’ETR. La gamme de variation des écoulements est de -25% à + 60% et de -20% à 33% pour la recharge contre une variation de -11% à 12% pour l’ETR. Ces différentes gammes de variation des composantes sont conformes aux résultats obtenus par la projection des différents changements des MCRs dans l’analyse de la sensibilité du modèle GR2M aux variations des deux données de forçage. De même, les poids des deux composantes (tableau 9.1b) ont baissé au cours de la période de prédiction au profit de l’évapotranspiration réelle pour les trois modèles contrairement à la situation des deux modèles où les poids de l’ETR baissent. Par conséquent, la répartition des poids des composantes établis au cours de la période de prédiction n’est pas conservée. Ce changement correspond aux résultats obtenus par Kasei (2009) sur la réponse du bassin de la Volta blanche à Pwalugu au Ghana (constitué à plus de 70% par le bassin du Nakanbé) avec le modèle hydrologique WaSiM (Schulla and Jasper, 2000) mis en œuvre dans un contexte de changement climatique du scénario A1B (2001-2050 par rapport à 1991-2000) simulé par deux modèles climatiques avec des tendances pluviométriques différentes. En effet, dans le cas de la baisse de 6% de la pluviométrie annuelle, les écoulements ont baissé de 6% alors que l’ETR a augmenté de 2%. Par contre, dans le cas de la hausse de pluviométrie annuelle de 19%, les écoulements ont augmenté de 53% contre une hausse de 5% de l’ETR. Ainsi, l’ETR peut augmenter malgré la baisse de la pluviométrie annuelle. Aussi, une étude récente (Ruelland et al., 2012) sur les tendances futures des écoulements à Douna sur le bassin de Bani au Mali a montré une diminution plus importante des écoulements annuels autour de 46% pour la période 2041-2070 (la comparaison est faite par rapport à la période de référence de 1961-1990) pour une baisse de la pluviométrie annuelle de 10% et une augmentation de l’ETP annuelle de 9%.